【題目】在玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論中,氫原子由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)能發(fā)出一系列不同頻率的光,波長可以用巴耳末一里德伯公式 來計(jì)算,式中為波長,R為里德伯常量,n、k分別表示氫原子躍遷前和躍遷后所處狀態(tài)的量子數(shù),對(duì)于每一個(gè),有 、、…。其中,賴曼系諧線是電子由的軌道躍遷到的軌道時(shí)向外輻射光子形成的,巴耳末系譜線是電子由 的軌道躍遷到的軌道時(shí)向外輻射光子形成的。
(1)如圖所示的裝置中,K為一金屬板,A為金屬電極,都密封在真空的玻璃管中,S為石英片封蓋的窗口,單色光可通過石英片射到金屬板K上。實(shí)驗(yàn)中:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端,用某種頻率的單色光照射K時(shí),電流計(jì)G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);向右滑動(dòng)滑片,當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值 (遏止電壓)時(shí),電流計(jì)C指針恰好指向零。現(xiàn)用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。若用賴曼系中波長最長的光照射時(shí),遏止電壓的大小為;若用巴耳末系中的光照射金屬時(shí),遏止電壓的大小為。金屬表面層內(nèi)存在一種力,阻礙電子的逃逸。電子要從金屬中掙脫出來,必須克服這種阻礙做功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值,叫做這種金屬的出功。已知電子電荷量的大小為e,真空中的光速為c,里德伯常量為R。試求:
a、賴曼系中波長最長的光對(duì)應(yīng)的頻率;
b、普朗克常量h和該金屬的逸出功。
(2)光子除了有能量,還有動(dòng)量,動(dòng)量的表達(dá)式為 (h為普朗克常量)。
a、請(qǐng)你推導(dǎo)光子動(dòng)量的表達(dá)式;
b.處于n=2激發(fā)態(tài)的某氫原子以速度運(yùn)動(dòng),當(dāng)它向的基態(tài)躍遷時(shí),沿與相反的方向輻射一個(gè)光子。輻射光子前后,可認(rèn)為氫原子的質(zhì)量為M不變。求輻射光子后氫原子的速度 (用h、R、M和表示)。
【答案】(1) , (2) ,
【解析】(1) a、在賴曼系中,氫原子由n=2躍到k=1,對(duì)應(yīng)的波長最長,波長,則
所以:
所以:
b、在巴耳末系中,氫原子由n=4躍遷到k=2,對(duì)應(yīng)的波長為,頻率,則:
,
設(shè)、對(duì)應(yīng)的最大動(dòng)能分別為、,根據(jù)光電效應(yīng)方程有:
,
根據(jù)動(dòng)能定理有: ,
聯(lián)立解得: , ;
(2) a、根據(jù)質(zhì)能方程有: ,又因?yàn)椋?/span> ,p=mc,所以
B、光子的動(dòng)量:
根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:
解得: 。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個(gè)孔,O是波源。圖中已畫出波源所在區(qū)域的傳播情況,每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長;關(guān)于波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列描述中不正確的是
A. 此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象
B. 擋板前后波紋間距離相等
C. 如果將孔AB擴(kuò)大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
D. 如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置.當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí),光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn).若質(zhì)量為的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛,經(jīng)過時(shí)間前進(jìn)的距離為,且速度達(dá)到最大值.設(shè)這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為,小車所受阻力恒為,那么這段時(shí)間內(nèi)( )
A. 小車做勻加速運(yùn)動(dòng)
B. 小車受到的牽引力逐漸增大
C. 小車受到的合外力所做的功為
D. 小車受到的牽引力做的功為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】光纖主要由折射率較大的纖芯與折射率較小的外套組成。在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)是脈沖光信號(hào)。當(dāng)一個(gè)光脈沖從光纖中輸入,經(jīng)過一段長度的光纖傳輸之后,其輸出端的光脈沖會(huì)變寬,這種情況較嚴(yán)重(脈沖變寬到一定程度)時(shí)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)不能被正確傳輸。引起這一差別的主要原因之一是光通過光纖纖芯時(shí)路徑長短的不同(如圖),沿光纖軸線傳輸?shù)墓饫w用時(shí)最短,在兩種介質(zhì)界面多次全反射的光線用時(shí)最長。為簡化起見,我們研究一根長直光纖,設(shè)其內(nèi)芯折射率為n1,外套折射率為n2。在入射端,光脈沖寬度(即光持續(xù)時(shí)間)為Δt,在接收端光脈沖寬度(即光持續(xù)時(shí)間)為Δt’, Δt’>Δt
A. 為了保證光脈沖不從外套“漏”出,內(nèi)芯和包套材料折射率的關(guān)系應(yīng)滿足:n1<n2
B. 內(nèi)芯材料的折射率n1越大,光脈沖將越不容易從外套“漏”出
C. 為了盡可能減小Δt’和Δt的差值,應(yīng)該選用波長更短的光
D. 為了盡可能減小Δt’和Δt的差值,應(yīng)該減小光纖的直徑
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】已知線圈匝數(shù)n=100,電阻r=1Ω,面積S=1.5×10-3m2,外接電阻R=3Ω.線圈處在平行于線圈軸線的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示.求:
(1) t=0.01s時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;
(2) 0~0.02s內(nèi)通過電阻R的電荷量q;
(3) 0~0.03s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.
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【題目】如圖所示,一只可視為質(zhì)點(diǎn)的螞蟻在半球形碗內(nèi)緩慢的從底部經(jīng)過b點(diǎn)爬到a點(diǎn)。則下列說法正確的是
A. 在a點(diǎn)碗對(duì)螞蟻的支持力大于在b點(diǎn)的支持力
B. 在a點(diǎn)碗對(duì)螞蟻的摩擦力大于在b點(diǎn)的摩擦力
C. 在a點(diǎn)碗對(duì)螞蟻的作用力大于在b點(diǎn)的作用力
D. 在a點(diǎn)螞蟻受到的合力大于在b點(diǎn)受到的合力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)要測(cè)量某圓柱體電阻R的電阻率ρ.
(1)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量其長度和直徑,如圖所示,則其長度L=______cm,直徑d=______mm.
(2)該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測(cè)其電阻.他將紅黑表筆分別插入“+”、“-”插孔中,將選擇開關(guān)置于“×l”檔位置,然后______;直至指針指在“0Ω”處繼續(xù)實(shí)驗(yàn).
(3)歐姆表粗測(cè)電阻約為5Ω現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材:
A.電壓表量程,內(nèi)阻約
B.電壓表量程,內(nèi)阻約
C.電流表量程,內(nèi)阻約
D.電流表量程,內(nèi)阻約
E.滑動(dòng)變阻器
F.滑動(dòng)變阻器
G.電源電動(dòng)勢(shì)為及開關(guān)和導(dǎo)線若干
該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進(jìn)行測(cè)量,則電壓表應(yīng)選擇______,電流表應(yīng)選擇______,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇______,選填各器材前的字母。要求在流過金屬絲的電流相同情況下,電源消耗功率最小,并能較準(zhǔn)確地測(cè)出電阻絲的阻值,實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用下圖的______。
(4)利用上所選電路測(cè)量,電流表______A電壓表______V
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【題目】如圖所示,電梯質(zhì)量為M,在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體.電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電梯的速度由v1增加到v2時(shí),上升高度為H,則在這個(gè)過程中(不計(jì)空氣阻力),下列說法正確的是
A. 對(duì)物體,動(dòng)能定理的表達(dá)式為WFN=mv22,其中WFN為支持力的功
B. 對(duì)物體,動(dòng)能定理的表達(dá)式為W合=0,其中W合為合力的功
C. 對(duì)物體,動(dòng)能定理的表達(dá)式為WFN-mgH=mv22-m12
D. 對(duì)電梯,其所受合力做功為Mv22-Mv12
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【題目】如圖,兩條水平光滑金屬導(dǎo)軌固定在電磁鐵兩磁極之間,導(dǎo)軌兩端a、b斷開,金屬桿L垂直導(dǎo)軌放置。閉合開關(guān)S,下列判斷正確的是
A. 電磁鐵兩磁極之間的磁場(chǎng)方向向下
B. 若給金屬桿向左的初速度,則a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)
C. 若a、b間接導(dǎo)線,向下移動(dòng)滑片p,則金屬桿向左運(yùn)動(dòng)
D. 若a、b間接直流電源,a接正極、b接負(fù)極,則金屬桿向左運(yùn)動(dòng)
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